Relatorio coeficiente de viscosidade

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Escola secundaria augusto gomes


Coeficiente de viscosidade
Actividade laboratorial 1.5
João Gonçalves / Nuno Lizarda / filipe

Índice

-Questões pré-laboratoriais------Página 3 /4
-Objetivos do trabalho------Página 5
-Fundamentos teórico essenciais-------- pagina 5/6
-Material utilizados-----Página 7
-trabalho pratico -----Página 7
-dados observados-----Página 8-conclusao----pagina 9

Questões pré-laboratoriais

1-Uma esfera de metal cai num líquido viscoso(detergente líquido da loiça ou glicerina) contido numa proveta.Que forças actuam sobre ela?

Sobre a esfera actuam o Peso, P, a Impulsão, I, e a força de resistência exercida pelo fluido, Fres.

2-A esfera acaba por atingir a velocidade terminal. Porquê?

Como a esfera sofre um aumento de velocidadedurante a queda, irá causar um consequente aumento do módulo da força de resitência do fluido. A certa altura, a resultante das três forças ira ser praticamente nula, atingindo-se uma velocidade constante(velocidade terminal). 43 πr3
P + I + Fr = 0
Sendo P + I + Fr = 0 I + Fr = P
ρf x Vi x g + 6πrηvt = ρmVm g
ρf x 43 πr3x g + 6πrηvt = ρm 43 πr3x g
6πrηvt = ρm43 πr3x g - ρf x 43 πr3x g
6πrηvt = 43 πr3x g(ρm - ρf)
vt = 43 πr3g(ρm - ρf)6πrη
vt = 43 (ρm - ρf)g6η r2
vt = 2(ρm - ρf)g9ηr2

3-Como poderá determinar experimentalmente a massa volúmica do metal e do fluido?

Para determinar a massa volúmica da esfera de metal utilizámos uma craveira e umabalança.
Medindo o diâmetro da esfera e calculando o volume da mesma através da formula:
Ve = 43 πr3
Seguidamente de se medir a massa numa balança, poder-se-á calcular a sua massa volúmica através de:
Ρ = mV

Para determinar a massa do fluido, teremos de medir a massa da proveta na balança sem o fluido no seu interior e com o fluido. Fazendo a diferença das massas iremos obter a massa dolíquido.
Identificando o valor marcado na proveta, que nos disponibiliza o volume do fluido em litros, poderemos converter de litros para dm3 e aplicar a fórmula:
Ρ = mV

4-Após a esfera atingir a velocidade terminal, como poderá medi-la?

Observando o trajecto da esfera quando deixada cair no fluido, com um marcador, dever-se-á marcar o ponto na proveta em que se atinge a velocidade terminal erepetindo a experiência, anotar o tempo que a esfera demora a percorrer um deslocamento à escolha ao longo da proveta(não demasiado pequeno para evitar grandes erros). Sendo a velocidade terminal, é uma velocidade constante, podendo-se então calcular através de:
v = ⧍x⧍t

Objectivos do trabalho:

Medir as velocidades terminais de esferas com volumes diferentes num mesmo líquido, glicerina,de modo a medir o coeficiente de viscosidade deste líquido.

Fundamentos teóricos:

A viscosidade de líquidos é uma propriedade que os pode tornar mais ou menos indicados para determinados fins.
A viscosidade é uma medida da resistência interna oferecida pelo líquido ao acto de fluir, resultando das forças de atrito interno entre diferentes camadas do líquido que se movem com velocidadesrelativas diferentes.

A força de resistência ao movimento é proporcional e oposta à velocidade:

Nesta expressão, k depende da forma do corpo, sendo para uma esfera de raio r, k=6πr η, sendo η o coeficiente de viscosidade dinâmica do fluido (exprime-se em Kg/m.s).
Esta expressão é válida quando o corpo cai numa extensão elevada de fluido e o escoamento do líquido é feito em regimeestacionário. O corpo tem de cair numa coluna de líquido de raio bem superior ao seu raio.
Quando a esfera é largada, em queda livre, desce com movimento uniformemente acelerado; ao entrar no líquido tem movimento retardado, dado o aumento da força de resistência que, sendo oposta ao movimento da esfera, contribui para uma diminuição cada vez maior da aceleração e, a partir de um determinado instante,...
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